Absorção, reflexão e transmissão de luz

Explicação

A luz é descrita por uma onda eletromagnética, que pode ser decomposta no campo elétrico e magnético. Estes campos são perpendiculares entre si e são perpendiculares à direção de propagação.

Física e Química A; Eletromagnetismo; 11º Ano; Absorção, reflexão e transmissão de luz

Quando a luz incide numa superfície, parte desta é refletida, parte transmitida e parte absorvida, definindo-se assim a repartição de energia de uma onda eletromagnética.

$E_{incidente}\ =\ E_{refletida}+E_{absorvida}+E_{transmitida}$

Reflexão da luz

A reflexão da luz ocorre quando esta incide numa superfície e muda de direção, mas é devolvida para o mesmo meio. Este fenómeno conserva a frequência da onda incidente, mas reduz a sua intensidade.

De acordo com o tipo de superfície, podem ocorrer dois tipos de reflexão:

Reflexão difusa	Reflexão (especular)
Uma superfície irregular reflete a luz em diferentes direções	Uma superfície lisa reflete a luz com o mesmo ângulo de incidência

Leis da Reflexão da Luz

Existem duas leis da reflexão, aplicáveis à reflexão especular e à reflexão difusa, que podem ser facilmente visualizadas:

Física e Química A; Eletromagnetismo; 11º Ano; Absorção, reflexão e transmissão de luz

1.	O raio incidente A, a normal $O$ e o raio refletido B estão no mesmo plano
2.	O ângulo incidente $O_1$ é igual ao ângulo de reflexão $O_2$

Nota: Os ângulos de incidência e de reflexão são sempre medidos a partir da normal e não da superfície de incidência do raio.

Exemplo

Considera uma onda incidente numa superfície lisa que faz um ângulo de $25º$ com o plano. Qual o ângulo de reflexão?

De acordo com as leis da reflexão, o ângulo de reflexão terá de ser igual ao ângulo de incidência. No entanto, este ângulo não é de $25º$ , mas sim de ${90-25=65º}$ . Tens, então, que:

$\theta_{i}=\theta_{r}=65º$ 

Difração da luz

A luz sofre também fenómenos de difração à semelhança do som, ou seja, é desviada quando encontra obstáculos ou fendas, sendo propagada em várias direções. Tal acontece porque a luz se propaga sob a forma de ondas.

IMAGEM

A difração depende da dimensão da fenda por onde a luz irá passar, sendo que tamanhos de fenda menores, mais próximos do comprimento de onda, causam fenómenos de difração mais significativos.

As ondas de luz difratadas interferem umas com as outras por estarem sobrepostas. Quando existe uma interação destrutiva entre as ondas, estas anulam-se. Quando a interação é construtiva, estas ampliam-se, formando padrões de zonas claras e escuras.

Física e Química A; Eletromagnetismo; 11º Ano; Absorção, reflexão e transmissão de luz

Em 1. ocorreu uma interação construtiva e, em 2., uma interação destrutiva.

Redes de difração

Redes de difração são conjuntos de fendas com a mesma largura e equidistantes, tendo a capacidade de decompor a onda incidente num espetro. Ou seja, têm a capacidade de decompor a luz visível.